第一篇：嵌入式系统智能快递柜设计研究论文

摘要：近年来，电商的不断发展，在为人们的生活带来了极大便利的同时，也促进了我国快递行业迅速成长。智能快递柜的开发，是快递行业物联网+升级的重要实践，在一定程度上解决了末端配送问题，可有效降低物流成本，为客户提供更高质量的服务。因此，智能快递柜的发展是未来智慧社区、智慧社会发展的趋势。针对“最后100米”配送环节，文章设计了一种智能快递定点自取系统。

关键词：智能快递柜；物联网；充电桩

随着电子商务的发展，网购已成为人们主要的购物方式之一，并且发展势头迅猛。纵观现在的快递业，大体上由两种形式组成，即人工快递投取和快递柜自动投取[1]。本文基于嵌入式系统设计一种多功能智能快递柜，作为嵌入式技术在智能快递柜领域的探索性研究，可为以后建立大型的智能快递投递系统奠定基础。

1电路硬件设计

智能快递柜的整体系统框如图1所示。系统分为电源系统和控制系统两大部分。电源系统部分主要包括太阳能电池板、电源管理模块和可充电电池。

1.1太阳能电池板基于绿色环保考虑，本文设计的智能快递柜电源部分增加了太阳能电池板，减少对市电的使用。太阳能电池板目前市面上主要有3种：晶体硅电池板、非晶硅电池板、柔性太阳能电池。晶体硅电池板分为两种：单晶硅型和多晶硅型。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为18%左右，最高的达到24%，转换效率最高但制作成本很大。多晶硅太阳电池的光电转换效率约16%左右。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。非晶硅太阳电池的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。柔性薄膜太阳能电池不需要采用玻璃背板和盖板，重量比双层玻璃的太阳能电池片组件轻80%，可以任意弯曲，安装的时候也不需要特殊的支架。缺点是光电的转换效率要比常规的晶硅组件低。在本文设计的智能快递柜电路系统中，太阳能电池板主要需考虑的方面为成本、发电功率和发电效率，因此可以考虑采用多晶硅太阳能电池板。但结合具体环境，在有些光照条件欠佳的地方可以采用非晶硅太阳能电池板[2]。

1.2电源管理模块稳定可靠的电源是电路系统稳定工作的基本条件，因而对电源模块的性能参数要求必然不低。在本文所设计智能快递柜电路结构中，电源管理模块的作用如下：

（1）将市电转换为系统电路所需直流电。

（2）将市电和太阳能电池板发电进行功率分配控制，尽可能减小市电的使用实现节能环保。

（3）在供电正常时对可充电电池进行充电和维护，在断电时切换使用可充电电池作为电源，保证系统在断电后也能正常工作。

1.3可充电电池在本文设计的智能快递柜电路系统中，可充电电池用于断电时为系统提供应急电源。锂电池轻巧且容量大，但基于成本考虑，可以采用铅蓄电池。控制系统包括主控模块、GPRS模块、语音模块、触摸屏、键盘、摄像头模块和继电器模块。1.3.1主控模块主控模块为本系统的核心，用于进行所有数据的处理。在本文设计的智能快递柜电路系统中，综合考虑开发成本、开发难度、芯片性能等，本文采用树莓派3B作为主控模块。

1.3.2GPRS模块在本文设计的智能快递柜电路系统中，GPRS模块用于网络通信，采用SIM800A模块。SIM800A是SIMCOM公司推出的一款高性能工业级GSM/GPRS模块，可以低功耗实现语音、DTMF、SMS（短信，彩信）、GPRS数据的传输。

1.3.3语音模块在本文设计的智能快递柜电路系统中，语音模块用于对用户进行引导和提示。由于树莓派上带有音频输出接口，所以为实现语音播报，只需外接功放和扬声器。

1.3.4触摸屏本文所述的触摸屏为带触摸功能的显示屏，即包括显示屏和触摸面板。在本文所设计的智能快递柜电路系统中，显示屏重点在于可靠性，需在室外环境下长期使用。同时，尺寸也不要求很大，能满足软件界面的显示即可，因而可以考虑10.1寸以下的LCD显示器。由于树莓派上带有HDMI视频输出接口，因而可以采用HDMI接口的显示器。触摸面板种类很多，对于本文所设计的智能快递柜电路系统，主要考虑的因素是成本和可靠性，因而可以采用五线电阻屏。关于硬件的连接，树莓派上带有USB接口，可以直接将电阻屏驱动板和树莓派通过USB直接连接，通过在树莓派上安装驱动实现触摸输入。

1.3.5键盘在本文所设计的智能快递柜电路系统中，键盘用于额外的输入设备，避免在触摸屏异常时用户无法输入。在本设计中用户的输入仅为数字，因而采用USB接口的数字键盘即可。

1.3.6摄像头模块随着技术的发展，用户的输入方式在很多场合已变为操作简易的“扫码”，在本文所设计的智能快递柜电路系统中，摄像头模块用于读取用户的二维码、条形码，可以直接通过“扫码”进行输入操作，使得系统的使用更为简便。

1.3.7继电器模块在本文所设计的智能快递柜电路系统中，继电器模块用于驱动快递柜各个货柜的电磁锁，继电器模块在电路上主要包括继电器驱动模块和继电器。

2软件设计

本文所设计的智能快递柜软件设计包括界面设计、后台程序设计和数据库设计。界面设计可通过QT实现，界面并不复杂，根据用户操作流程可分页设计为欢迎界面、登录界面、寄件收件界面。同时，可嵌入多媒体播放器用于播放广告。后台程序主要包括底层驱动程序和后台数据处理程序。底层驱动程序用于树莓派对硬件电路进行操作，包括GPRS模块的串口驱动程序和继电器模块的驱动程序。后台数据处理程序可以通过中断和顺序执行结合的方式，通过中断检测键盘、触摸屏和摄像头模块，当有用户输入时进入输入界面，将用户输入的数据与数据库进行对比，根据结果通过继电器模块控制相应的柜门打开，过程中通过语音引导用户操作。在系统闲时通过GPRS模块与服务器端通信，更新本地数据库。

3结语

智能快递柜的开发，是快递行业向互联网转型升级的重要实践，在一定程度上解决了末端配送的问题，并且可有效降低物流成本，因此，智能快递柜的发展是未来智慧社区、智慧社会发展的趋势[3]。本文所设计的基于嵌入式系统的智能快递柜，通过太阳能电池板实现节能环保，具有多种交互方式，具有一定的便利性，可为以后建立大型智能快递投递系统提供技术参考。

[参考文献]

[1]刘立华.智能快递柜自助服务的应用及其发展方向[J].物流工程与管理，202_（8）：54-55.[2]车孝轩.太阳能光伏发电及智能系统[M].武汉：武汉大学出版社，202_.[3]于春艳.智能快递柜自助服务[J].中外企业家，202_（3）：236-237.

第二篇：智能快递柜

简介

“智能物流配送柜”是深圳市永胜金狮创新科技有限公司专门针对于物流快递行业开发出来的一种新型配送系统。

快递人员收取快递中往往因为找不到收件人/取件人，或收/取件人因为有急事而让快递人员等待等种种原因而浪费大量时间。而收件人有时也会因为急事外出、紧急会议等各种原因而一时无法接收快递，十分不方便。

有了智能物流配送柜，快递人员只需将包裹放入配送柜中，而收件人员也可在自己有空闲时去收取，省时省力。

一、技术参数

智能物流配送柜由双核处理器、7寸LCD显示器、触摸屏、IC卡读卡设备或指纹识别仪、电源等主要设备组成，其主要技术指标如下：

1、四核处理器，主频1000MHz，最大1GB DDR3内存，最大 8GB 程序/是数据存储器，支持一个100Mbit/s以太网口，支持720P高清数字图像编解码，可外接200万像素CMOS数字摄像头，提供USB接口，支持触摸屏和LCD显示。

2、内置或外接IC读卡器：支持ISO/IEC 1443A/1443B，NFC等协议，可读写NXP（原飞利蒲）S50/70芯片制成的MF1 IC卡，MF1 IC卡为非接触式射频卡，工作频率13.56Mhz，有16个扇区，每个扇区有64字节数据，每个扇区可独立使用一组密钥进行加密，无法破解，读卡距离可达50mm，NFC支持手机卡，可直接用手机刷卡开门，也可选用指纹识别来认证身份。

3、支持密码开箱，二维码扫描开箱，公交卡刷卡开箱等多种身份认证方法；

4、带触摸屏的7寸或10寸彩色液晶显示屏可作为人机交互界面，显示高清画面，动态键盘，手写输入，提示操作流程，完成规定的操作任务，显示每个箱格内存放物品的名称或型号及每种物品的简略说明。

5、每台智能控制器可通过100Mbit/s以太网口与管理服务器在同一局域网内联网通讯，实现远程开箱，参数设置，记录上传，状态查询等功能

6、每台智能控制器可通过USB进行数据导入/导出，外接语音提示模块和图像监视摄像头

二、用途

联网型智能物流配送柜用途广泛，办公大楼中各公司对其他公司物品的收发、住宅小区网上购物终端等等，只要用得上快递的地方就能得上智能物流配送柜

1、实现包裹、快递的存入、取出，可省去快递人员与收件人员大量时间。

2、实现对智能物流配送柜的管理人员和使用人员进行监管，管理人员对智能物流配送柜进行设置或使用人员进行快件存取时都需要进行相对应的验证方式进行身份认证。

3、可在智能物流配送柜终端设备或管理中心对IC卡、指纹及用户权限进行管理，如将箱号设置成与房号相对应，将系统设置成只有在本小区居住或办公人员才有进行使用等

4、检测到非法打开储物柜箱门时系统会发出报警信号。

5、智能物流配送柜自带一路视频摄像头，只能用于图像抓拍，不能用于监控，也无法与第三方的图像监控系统兼容。

第三篇：智能快递柜

智能快递柜

第1章 绪论

这一章讲了单片机在现在生活中的发张趋势和应用范围，并对本课题的背景及意义，阐述了其发展状况。简要说明了本文所介绍的内容。

1.1 单片机的发展史

单片单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早 是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板，比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机（Microcontrollers）诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

智能快递柜

1.2 智能快递柜的发展趋势

近年来，随着电子商务的迅猛发展，快递业务呈高速增长趋势，但快递末端“最后一公里”投递问题却成为快递发展的瓶颈。智能快递投递箱将快件暂时保存在投递箱内，并将投递信息通过短信等方式发送用户，为用户提供24小时自助取件服务，这种服务模式较好地满足了用户随时取件的需要，受到快递企业和用户的欢迎，为解决快件“最后一公里”问题提供了有效的解决方案。国家邮政局领导高度关注智能快递投递箱的发展，指示要尽快开展智能快递投递箱相关标准研究工作，以期在发展初期就对智能快递投递箱的使用与管理问题进行研究和规范，以推动这种服务模式规范化、健康化发展。

自202_年以来，随着电子商务的快速发展，物流面临着严峻的考验。众所周知，淘宝搞的双十一活动，掀起了一股网购大风。不仅如此，快递包裹也跟着席卷开来。各地的物流仓库都出现了快递包裹爆仓，出仓的速度远远跟不上进仓的速度。这种现象的出现与快递配送的“最后一公里”不无关系。

各行各业试图解决这快递“最后一公里”的问题，包括增加配送人员，包裹代收，设立共同配送点等等，不过还是改变不了人等人的局面。最终，智能快递终端被引用进来。

在国外，24小时自助快递站已经有10多年的发展历史，日本每栋楼宇都有一个标准的配置用来收发快递，操作十分简单,只有像信用卡等贵重或者重要物品一定要送达本人签字，德国、俄罗斯、法国、爱沙尼亚等欧洲国都在使用。

202_年2月至6月，DHL国际快递对瑞士3个不同地点的3台全天候自助包裹终端机进行了测试。第一台自助包裹终端机于2月安装在苏黎世的一家加油站，已经投入运营，另外两台将安装到瑞士西部地区。

在国内，智能快递终端还处于刚刚起步状态。不少高新科技公司纷纷推出了各种快递终端。小部分地区已经出现了智能快递终端的身影，它们分布在大中专院校、企事业单位、社区、写字楼、工厂等地。给收件用户提供了一个自由便捷的快递服务。

也许智能快递终端不能完美地解决物流的“最后一公里”，但是，可以肯定的是它将会给人们的生活带来极大的便利。

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1.3 设计研究的要求及能实现的主要内容

智能快递投递箱系统物联网这一核心技术，包括前台站点快件存取和后台中心数据处理两部分。物联网就是通过红外感应、蓝牙等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。有了“物物相连”的网络后还需要依靠先进的信息处理技术。

第2章 设计过程及方案

2.1 设计方案

系统采用STC89C52单片机板，使用红外线感应模块，按钮矩阵模块，蓝牙模块控制驱动器控制电机转动的不同角度，将齿轮和齿轮条与异步电机练接。就可以实现齿轮条的转动来控制机械臂的定位。我们在不同的三个按钮上设施了不同的使异步电机旋转的角度。有60度，120度，360度。当操作不同的按钮时三个异步电机就会转动不同角度，机械臂移动到不同位置寻找物品。

2.2 设计原理

使用STC89C52单片机，在STC89C52单片机的P1.0-P1.3接步进电机一，P1.4-P1.7接步进电机二，在单片机P0.0-P0.3接步进电机三。在P2口接矩阵按键，在P3.2接红外遥控，在单片机的P3.1接蓝牙模块的RXD，在步进电机的P3.2口接TXD。其他引脚接VCC和GND。

第3章 硬件电路设计

3.1 最小系统设计

1）在STC89C52单片机的P1.0-P1.3接步进电机一 2）P1.4-P1.7接步进电机二

3）在单片机P0.0-P0.3接步进电机三 4）在P2口接矩阵按键，在P3.2接红外遥控 5）在单片机的P3.1接蓝牙模块的RXD 6）在步进电机的P3.2口接TXD。其他引脚接VCC和GND 3

智能快递柜

3.2 重要元器件介绍

3.2.1 单片机介绍

单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

该单片机具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

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3.2.2 红外线介绍

红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。

发射机一般由指令键、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。

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3.2.3 蓝牙介绍

蓝牙（Bluetooth®）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。

3.2.4 步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

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3.2.5 步进电机驱动器

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。

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3.2.6 矩阵按键

在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

第4章 软件设计

软件设计是从软件需求规格说明书出发，根据需求分析阶段确定的功能设计软件系统的整体结构、划分功能模块、确定每个模块的实现算法以及编写具体的代码，形成软件的具体设计方案。

软件设计是把许多事物和问题抽象起来，并且抽象它们不同的层次和角度。将问题或事物分解并模块化使得解决问题变得容易，分解的越细模块数量也就越多，它的副作用就是使得设计者考虑更多的模块之间耦合度的情况。

智能快递柜

软件程序: #include “reg51.h” #include

#define GPIO_KEY P2 #define const_interrupt_time 792 //840us定时值

sfr AUXR=0x8e;

sbit IR_sr=P3^2;//外部中断口，数据接收口

void delay();void KeyDown(void);

void TrunLeftMotor1(unsigned long angle);void TrunRightMotor1(unsigned long angle);void TrunLeftMotor2(unsigned long angle);void TrunRightMotor2(unsigned long angle);void TrunLeftMotor3(unsigned long angle);void TrunRightMotor3(unsigned long angle);void initial();//初始化外围 void Int0();//外部中断函数 void detector_IR();

long unsigned int NumKey=0;unsigned char ucMotorStep=0;//被触发的电机动作编号

` unsigned char ucdata;//从遥控器中接受的编码 unsigned char busy=0;unsigned char d=0;/******************************************************************************* * 函 数 名 : main * 函数功能

: 主函数 * 输 入 : 无 * 输 出 : 无

*******************************************************************************/ void main(void){ SCON=0X50;AUXR=0x00;TMOD=0X21;TL1=0XFd;

智能快递柜

TH1=0XFd;ES=1;EA=1;TR1=1;initial();while(1){ KeyDown();detector_IR();if(NumKey==1)

{ TrunLeftMotor1(60*1);

delay();

TrunLeftMotor2(60*1);

delay();

TrunLeftMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor2(60*1);

delay();

TrunRightMotor1(60*1);

NumKey=0;

} if(NumKey==2)

{ TrunLeftMotor1(60*2);

delay();

TrunLeftMotor2(60*2);

delay();

TrunLeftMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor2(60*2);

delay();

TrunRightMotor1(60*2);

NumKey=0;

}

if(NumKey==3)

{ TrunLeftMotor1(60*3);

delay();

TrunLeftMotor2(60*3);

智能快递柜

delay();

TrunLeftMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor2(60*3);

delay();

TrunRightMotor1(60*3);

NumKey=0;

} if(ucMotorStep==1)

{ TrunLeftMotor1(60*1);

delay();

TrunLeftMotor2(60*1);

delay();

TrunLeftMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor2(60*1);

delay();

TrunRightMotor1(60*1);

ucdata=0x74;

} if(ucMotorStep==2)

{ TrunLeftMotor1(60*2);

delay();

TrunLeftMotor2(60*2);

delay();

TrunLeftMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor2(60*2);

delay();

TrunRightMotor1(60*2);

ucdata=0x74;

} if(ucMotorStep==3)

{ TrunLeftMotor1(60*3);

delay();

智能快递柜

} {

d=0;} if(d==2){

d=0;} { TrunLeftMotor2(60*3);delay();TrunLeftMotor3(360*1);delay();TrunRightMotor3(360*1);delay();TrunRightMotor2(60*3);delay();

TrunRightMotor1(60*3);

ucdata=0x74;delay();TrunLeftMotor2(60*1);delay();TrunLeftMotor3(360*1);delay();TrunRightMotor3(360*1);delay();TrunRightMotor2(60*1);delay();

TrunRightMotor1(60*1);delay();TrunLeftMotor2(60*2);delay();TrunLeftMotor3(360*1);delay();TrunRightMotor3(360*1);delay();TrunRightMotor2(60*2);delay();

TrunRightMotor1(60*2);12

if(d==1)TrunLeftMotor1(60*1);

TrunLeftMotor1(60*2);

if(d==3)TrunLeftMotor1(60*3);

智能快递柜

delay();

TrunLeftMotor2(60*3);

delay();

TrunLeftMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor3(360*1);

delay();

TrunRightMotor2(60*3);

delay();

TrunRightMotor1(60*3);

d=0;

} } } void KeyDown(void){ char a=0;GPIO_KEY=0x0f;if(GPIO_KEY!=0x0f)//读取按键是否按下

{

delay();

if(GPIO_KEY!=0x0f)//再次检测键盘是否按下

{

GPIO_KEY=0X7F;

switch(GPIO_KEY)

{

case(0X77): NumKey=0;break;

case(0X7b): NumKey=1;break;

case(0X7d): NumKey=2;break;

case(0X7e): NumKey=3;break;

}

GPIO_KEY=0XBF;

switch(GPIO_KEY)

{

case(0Xb7): NumKey=4;break;

case(0Xbb): NumKey=5;break;

case(0Xbd): NumKey=6;break;

case(0Xbe): NumKey=7;break;

}

GPIO_KEY=0XDF;

switch(GPIO_KEY)

{

case(0Xd7): NumKey=8;break;

case(0Xdb): NumKey=9;break;

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case(0Xdd): NumKey=10;break;

case(0Xde): NumKey=11;break;

}

GPIO_KEY=0XEF;

switch(GPIO_KEY)

{

case(0XE7): NumKey=12;break;

case(0XEb): NumKey=13;break;

case(0XEd): NumKey=14;break;

case(0XEe): NumKey=15;break;

}

while((a<50)&&(GPIO_KEY!=0xf0))//检测按键松手检测

{

delay();

a++;

}

} } } void delay(){

unsigned int i = 200;while(i--);} void TrunLeftMotor1(unsigned long angle){ unsigned char tmp;unsigned char index = 0;unsigned long beats = 0;unsigned char code BeatCodeLeft[8] = { 0x0E, 0x0C, 0x0D, 0x09, 0x0B, 0x03, 0x07, 0x06};beats =(angle*4076)/360;while(beats--){

tmp = P1;

tmp = tmp & 0xF0;

tmp = tmp | BeatCodeLeft[index];

P1 = tmp;

index++;

index = index & 0x07;

delay();} } void TrunRightMotor1(unsigned long angle)

智能快递柜

{ unsigned char tmp;unsigned char index = 0;unsigned long beats = 0;unsigned char code BeatCodeRight[8] = { 0x06, 0x07, 0x03, 0x0B, 0x09, 0x0D, 0x0C, 0x0E};beats =(angle*4076)/360;while(beats--){

tmp = P1;

tmp = tmp & 0xF0;

tmp = tmp | BeatCodeRight[index];

P1 = tmp;

index++;

index = index & 0x07;

delay();} } void TrunLeftMotor2(unsigned long angle){ unsigned char tmp;unsigned char index = 0;unsigned long beats = 0;unsigned char code BeatCode[8] = { 0xE0, 0xC0, 0xD0, 0x90, 0xB0, 0x30, 0x70, 0x60};beats =(angle*4076)/360;while(beats--){

tmp = P1;

tmp = tmp & 0x0F;

tmp = tmp | BeatCode[index];

P1 = tmp;

index++;

index = index & 0x07;

delay();} } void TrunRightMotor2(unsigned long angle){ unsigned char tmp;unsigned char index = 0;unsigned long beats = 0;unsigned char code BeatCode[8] = { 0x60, 0x70, 0x30, 0xB0, 0x90, 0xD0, 0xC0, 0xE0};

智能快递柜

beats =(angle*4076)/360;while(beats--){

tmp = P1;

tmp = tmp & 0x0F;

tmp = tmp | BeatCode[index];

P1 = tmp;

index++;

index = index & 0x07;

delay();} } void TrunLeftMotor3(unsigned long angle){ unsigned char tmp;unsigned char index = 0;unsigned long beats = 0;unsigned char code BeatCodeLeft[8] = { 0x0E, 0x0C, 0x0D, 0x09, 0x0B, 0x03, 0x07, 0x06};beats =(angle*4076)/360;while(beats--){

tmp = P0;

tmp = tmp & 0xF0;

tmp = tmp | BeatCodeLeft[index];

P0 = tmp;

index++;

index = index & 0x07;

delay();} } void TrunRightMotor3(unsigned long angle){ unsigned char tmp;unsigned char index = 0;unsigned long beats = 0;unsigned char code BeatCodeRight[8] = { 0x06, 0x07, 0x03, 0x0B, 0x09, 0x0D, 0x0C, 0x0E};beats =(angle*4076)/360;while(beats--){

tmp = P0;

tmp = tmp & 0xF0;

tmp = tmp | BeatCodeRight[index];16

智能快递柜

P0 = tmp;

index++;

index = index & 0x07;

delay();} }

void Int0()interrupt 0 { unsigned char i,j;EX0=0;// 关闭外部中断0 i=10;while(i--){ TH0=(65535-const_interrupt_time)/256;TL0=(65535-const_interrupt_time)%256;TR0=1;while(!TF0);TF0=0;TR0=0;

while(IR_sr){ EX0=1;return;} } //每840us检测一次P3.2口是否出现高电平，共检测10次，出现高电平则重新进入中断

while(!IR_sr);// 等待低电平过去

j=5;while(j--){ TH0=(65535-const_interrupt_time)/256;TL0=(65535-const_interrupt_time)%256;TR0=1;while(!TF0);TF0=0;TR0=0;

while(!IR_sr){ EX0=1;

智能快递柜

return;} } //每840us检测一次P3.2口是否出现低电平，共检测5次，出现低电平则重新进入中断

while(IR_sr);// 等待高电平过去

for(i=0;i<4;i++){ for(j=0;j<8;j++){

while(!IR_sr);// 等待低电平过去

TH0=(65535-const_interrupt_time)/256;TL0=(65535-const_interrupt_time)%256;TR0=1;while(!TF0);TF0=0;TR0=0;//延时840us

if(IR_sr)//判断是否是高电平 { ucdata|=0x80;//最高位置“1”

while(IR_sr);// 等待高电平过去 }

ucdata>>=1;//如果是低电平则右移一位 } } EX0=1;// 开中断 return;} void initial()//初始化外围 { ET0=1;//允许定时中断 IT0=1;//下降沿触发 EX0=1;//允许外部中断 EA=1;//开总中断 }

void detector_IR(){ if(ucdata==0x79)ucMotorStep=1;//按下‘1’

智能快递柜

else if(ucdata==0x73)ucMotorStep=2;//按下‘2’

else if(ucdata==0x50)ucMotorStep=3;//按下‘3’ else if(ucdata==0x7b)ucMotorStep=4;//按下‘4’ else if(ucdata==0x71)ucMotorStep=5;//按下‘5’ else if(ucdata==0x52)ucMotorStep=6;//按下‘6’ else if(ucdata==0x5E)ucMotorStep=7;//按下‘7’

else if(ucdata==0x56)ucMotorStep=8;//按下‘8’ else if(ucdata==0x5A)ucMotorStep=9;//按下‘9’ else if(ucdata==0x74)ucMotorStep=0;//按下‘0’

} void ck()interrupt 4 using 1 { if(RI==1){ d=SBUF;RI=0;} if(TI==1){

busy=0;TI=0;} } 智能快递柜

结 论

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

三周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检验修改环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在不懈的努力下，终于迎刃而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计不仅是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思路，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了单片机设计的基础原理。

何为课程设计？在我们的认识中，这便是理论与实践相结合的过程。在*老师的课堂中，我们学习了很多关于单片机设计的知识，这让我们脑中有着很多“模型”，如何将模型具体化，这便需要课程设计的“真金”磨练。在课程设计中，我们重新温习并应用了很多课堂知识。在理论与实际相结合的过程中，这让我们更加认识到课堂知识的重要性，这些都将是实际的公路设计的必备品。

总之，认真对待每一个学习的机会，珍惜过程中的每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我们在在本次单片机课程设计中学到的最重要的东西，以后也将受益匪浅的！通过这次的课程设计，我更深层次的认识到程序设计与生活的密切关系，对我们的学习有十分重要的意义。

智能快递柜

参考文献

[1] 丁向荣.单片微机原理与接口技术.北京：电子工业出版社，202_.12 [2] 于海生.微型计算机控制技术（第二版）.北京：清华大学出版社，202_.9 [3] 余成波.传感器与自动检测技术.北京：高等教育出版社，202_.12 [4] 倪燃.C语言程序设计实验指导与实训.北京：中国水利水电出版社，202_.1 [5] 高敬鹏.原理图与PCB设计教程.北京：机械工业出版社，202_.7 [6] 谭浩强.C程序设计（第四版）.北京：清华大学出版社，202_.6

智能快递柜

第四篇：智能小车嵌入式系统设计分析

前言

智能小车是在动态不确定环境下对人工智能的考验，是以各种工控目的为载体的高科技对抗，是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段，同时也是展示高科技水平的生动窗口和促进科技成果实用化和产业化的有效途径。智能小车的研究融入了机器人学、机电一体化技术、通讯与计算机技术、视觉与传感器技术、智能控制与决策等多学科的研究成果，反映出一个国家信息与自动化技术的综合实力。所以本论文对智能小车的研究意义重大。

-0

一、总体设计方案

1.总体方案

智能小车可在自主行驶和人工控制两种模式之间切换，并实现自动避障。通过PWM输出驱动步进电机来实现小车的行驶，改变PWM的周期、占空比、正反则可以实现前进、后退、转弯、加速、减速等行为。通过红外探头检测前方障碍实现自动避障。外接红外线接收器，可以通过自制的红外线遥控来控制小车的行为。

2.平台选取

EasyARM1138开发板

开发板搭载Luminary LM3S1138芯片，为32位ARM Cortex – M3内核（ARM v7架构），50Mhz运行频率。拥有7组GPIO，可配置为输入、输出、开漏、弱上拉等模式。4个32位Timer，每个都个拆分为2个独立子定时器。6路16位PWM，通过CCP管脚能产生高达25Mhz的方波。

自制车架

3456789 SYSCTL_SYSDIV_10);// 分频结果为20MHz */

TheSysClock = SysCtlClockGet();// 获取系统时钟，单位：Hz

}

int main(void){ jtagWait();/* 防止JTAG失效，重要！*/

SystemInit();

IR_Int_Init();

while(1){ if(IR_flag == 1){ IR_flag = 0;for(a = 18;a < 26;a++){ IR_code_8 = IR_code_8 << 1 + IR_code_32[a];}

if(IR_code_8 == 101){ SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD);// 使能GPIOD端口

GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTD_BASE , GPIO_PIN_0);// 设置PD0为输入类型 //forword GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE , GPIO_PIN_0 , 0x00);// PD0输出低电平 }

IR_code_8 = 0;

//switch(IR_code_8)//{ //case /*00000*/101:SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD);// 使能GPIOD端口

// GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTD_BASE , GPIO_PIN_0);

// 设置PD0为输入类型 //forword //

GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE , GPIO_PIN_0 , 0x00);// PD0输出低电平 //case /*0000*/1101://back //case /*0000*/1000://left //case /*0000*/1010://right //case /*0000*/1001://stop //case /*000*/10100://level_1 //case /*000*/10101://level_2 //case /*000*/10110://level_3 //default : //} //IR_code_8 = 0;} } }

/**************************************************************** ** Function name: GPIO_PORT_F_ISR

消除中断 不正 if(gap >=10 && gap <=20)//接收数据“1” { data = 1;code_flag = 1;} else if(gap >=2 && gap <=8)//接收数据“0” { data = 0;code_flag = 1;} else if(gap >=40 && gap <=50)//正常的其实高电平时间 { start_flag = 1;}

if(start_flag

&& //code_flag和start_flag均为1 { IR_code_32[i] = data;i++;

if(I >= 32){ IR_flag = 1;break;} } } } //} GPIOPinIntClear(IR_PORT,ulStatus);//-14 ** Descriptions: 延时100us ** input parameters: 无 ** output parameters: 无 ** Returned value: 无 ** Created by:

张伟杰

** Created Date: 202_.05.18 ****************************************************************/ void Delay_100_us(void){ unsigned ulValue;

SysTickPeriodSet(600);SysTickEnable();do { ulValue = SysTickValueGet();} while(ulValue > 0);

SysTickDisable();}

3.红外探头模块

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include “LM3S1138_PinMap.H”

/* 定义按键 */ #define KEY_PORT SYSCTL_PERIPH_GPIOG #define KEY_PIN GPIO_PORTG_BASE , GPIO_PIN_5 #define keyGet()GPIOPinRead(KEY_PIN)

#define IR_PORT SYSCTL_PERIPH_GPIOF #define IR_PIN GPIO_PORTF_BASE , GPIO_PIN_1

// 定义全局的系统时钟变量

unsigned long TheSysClock = 12000000UL;unsigned IR_flag = 0;unsigned long IR_code_32[32];unsigned long IR_code_8 = 0;unsigned a;

int Time_Get();void Delay_100_us();

/**************************************************************** ** Function name: jtagWait ** Descriptions: 防止JTAG失效,KEY=PG5 ** input parameters: 无 ** output parameters: 无 ** Returned value: 无 ** Created by:

张伟杰

** Created Date: 202_.05.15 ****************************************************************/ void jtagWait(void){ SysCtlPeripheralEnable(KEY_PORT);/*

使能KEY所在的GPIO端口 */ GPIOPinTypeGPIOInput(KEY_PIN);/* 设置KEY所在管脚为输入 */ if(keyGet()== 0x00){ /* 如果复位时按下KEY，则进入 */ for(;;);/* 死循环，以等待JTAG连接 */ } SysCtlPeripheralDisable(KEY_PORT);/* 禁止KEY所在的GPIO端口 */ }

/**************************************************************** ** Function name: IR_Int_Init ** input parameters: 无 ** output parameters: 无 ** Returned value: 无 ** Created by:

张伟杰

** Created Date: 202_.05.18 ****************************************************************/ void IR_Int_Init(void){ SysCtlPeripheralEnable(IR_PORT);GPIOPinTypeGPIOInput(IR_PIN);GPIOIntTypeSet(IR_PIN,GPIO_LOW_LEVEL);GPIOPinIntEnable(IR_PIN);

IntEnable(INT_GPIOF);IntMasterEnable();}

-***3 SysTickPeriodSet(600);SysTickEnable();do { ulValue = SysTickValueGet();} while(ulValue > 0);

SysTickDisable();}

三、程序调试

调试PWM信号时，由于板上晶振为6Mhz，装载值和匹配值最大为65535，可以设置出需要的周期和占空比。如

TimerLoadSet(TIMER0_BASE , TIMER_BOTH , 60000);TimerMatchSet(TIMER0_BASE , TIMER_A , 6000);则对应的周期为6Mhz / 60K = 100Hz,占空比为0.6K / 6K = 1/10。配置PWM前要先配置GPIO口，定义为PWM输出，并选择Timer的输出模式为16位PWM，经过三重配置才能正确输出PWM信号。红外接收器解码过程重点是对红外码内间隔时间的判断。调试红外码时应当设当地设置flag帮助多个判断。当引导码时间参数符合标准时flag1置1,接收到正确的红外码，进入下一步。当用户码每个间隔符合标准的时间间隔时flag2置1，表示该一位码正确，进入一下步。当接收到32位数据后flag3置1，表示红外码结束，开始进行解码。解码部分用case语句进行判断。红外码用数组储存，使用的时候会方便一点。例如: for(a = 18;a < 26;a++){ IR_code_8 = IR_code_8 << 1 + IR_code_32[a];} 这样就可以随意获取某几位码进行下一步操作。

四、小结

本次课内实验把我带进了ARM的领域，通过动手编程和小组讨论，让我对项-25

第五篇：高校智能快递柜解决方案

高校智能快递柜解决方案

一、引言

智能快递柜是一个基于物联网的，能够将物品（快件）进行识别，暂存，监控和管理的设备。与PC服务器一起构成智能快递终端系统。PC服务器能够对本系统的各个快递终端进行统一化管理(如快递终端的信息，快件的信息，用户的信息等)，并对各种信息进行整合分析处理。快递员将快件送达指定地点后，只需将其存入快递终端，系统便自动为用户发送一条短信，包括取件地址和验证码，用户在方便的时间到达该终端前输入验证码即可取出快件。该产品旨在为用户接收快件提供便利的时间和地点。

通过整合学校物流，将校园内物流整合，致力于采用物联网、移动互联网等技术为高校（即将发展写字楼、社区）提供第三方收发快递的智能服务平台，解决快递“最后一公里”问题，让高校师生可以全天24小时安全、快捷的收发快递。

二、产品时代需求

随着互联网和通信技术的高速发展，使电子商务迅速普及，网购成为人们购物的重要手段之一。据统计，202_年，全国包裹量超过140亿件，人均10.7个

包裹。这其中，大学生占有着很大的比重。为保持校园整洁文明的学习环境，维护学校治安。很多学校出台了新的治安管理条例，开始禁止快递人员进入校园。这给师生收发快件造成了极大的不便，因进不去校门，快递人员只能在学校周边摆摊设点，也影响了校园周边环境。广大师生收发快件难，快递员送快递难，学校监管难，随着电子商务的进一步普及，这些困难也将会加大。

同样，写字楼、社区也面临着相同的问题。浙江百顺通信息科技有限公司，正是基于对快递最后一公里深刻的认识，探索出一条解决之道，那就是智能快递柜。

三、产品介绍

（一）、产品简介

“最后一公里”智能快递柜是针对电子商务和快递行业开发的一套速运自助服务系统，实现速运服务从单独分散投递到集中投递的转变，能有效的解决电子商务和快递业最后一公里的配送和退换货问题，可以节约最后一公里大量的人力物力。

“最后一公里”智能快递柜是一个基于云计算和物联网技术，能够将物品（快件）进行识别、暂存、监控和管理的设备，配套我司自主研发的后台运营管理软件，构成智能自提终端系统。智能快递柜系统提供远程管理统一化管理，并对各种信息进行整合分析处理。快递员将快件送达指定地点后，只需将其存入智能快递柜，系统便自动为目标用户发送一条提醒短信，包括取件地址和验证码，用户在方便的时间到智能快递柜输入验证码即可取出快件。该产品旨在为用户接收快件提供自主便利的时间和地点，保护用户隐私及安全，同时，提高了快递员派送效率、降低了派送成本、加强了产品粘合度，为进行增值服务提供了拓展空间和新的盈利模式。同时，无缝集成数字社区视频监控、物业与业主交互即时通讯和公共资源发布系统，可覆盖各大小区，卖场，超市，企业等网点，让客户享受便利服务的快捷。

（二）、产品功能

1、快递员功能

投递管理员从快递员处收到快递后，刷身份识别卡或登录账号登录，将快递放入智能柜后，智能柜后台系统会自动发送短信，通知收件人取件。快递递员可以实现快速、集中的包裹投递，而不用通知和等待客户，也避免了二次投递。

2、用户取件功能

当包裹被投递后，系统自动发送短信到收件人手机，短信中含有动态生成的提取包裹的提取码。收件人收到短信通知后，可随时到智能快递柜处，用短信验证码，提取包裹。

3、视频取证功能

当收件人对快递外包装有异议时，可以联系快递员管理员协商解决，也可启用视频/照片取证功能。在解决纠纷时，对快递管理员和收件人的取证文件进行查阅，载入后可以根据文件类型进行播放或查看。

4、系统管理

管理员采用用户密码或IC卡方式登陆，进行系统操作维护管理。

5、网点管理

通过安装申请，审核通过与选型通过，同意安装，经过测试通过，上线成功。

6、结算支付

根据不同角色进入系统，显示不同的菜单，和对应角色的机构或个人的账单明细。

7、云模式

系统采用SAAS模式，进行智能快递柜的管理，数据中心提供报表分析与数据统计。

8、实时监控

智能自助快递柜后台服务器系统无缝衔接（需网络支持），实时监控智能柜周边情况，保障其外部安全。

（三）、产品特点

1、安全性

智能柜箱体材质选用不同规格的冷轧片，具有防火、防震、防盗、防撬等性能，保护快件的安全性。

使用箱体锁定系统，采取物理锁定和电磁开锁相结合，以保证箱体只有在系

统确认的情况下才会被打开，同时为了确保安全，柜体周围会安装监控探头，24小时监控防止人为破坏。

2、便捷性

（1）用户无需当面收快件，取件时间自由安排，自主操作更加人性化。（2）网点遍布社区、写字楼、高校校园，用户随时随地可在自家门口收取快递。

3、丰富的增值功能

（1）支付功能:系统中集成第三方支付功能，方便各种第三方支付。

（2）自助缴费功能：增加有自助缴费功能，以方便用户进行手机充值、水、电、气等其他便民服务。

（3）信息发布功能：每天提供一小时，进行物业信息发布。提供远程后台发布系统。其余时间由运营方进行内容发布。

（4）其他功能：未来智能快递柜还可以附加诸多功能，例如：社区生活信息、寄存转交、附近商圈优惠信息及优惠券打印、直购配送等生活增值服务。

（四）、操作流程

1、快递员把快递送至校门口处，交接给管理员后：

（1）管理员到达终端网点投件，利用账号刷身份卡登陆系统；（2）扫描或输入快件条形码，然后输入收件人手机号码；（3）选择该快件将使用柜子的大小；（4）选择是否需要视频取证；

（5）确定后，系统自动打开相应空闲的柜子；（6）快递管理员将快件放入柜子里，关门；（7）系统自动发送信息提示目标收件人。

（8）可以继续投件，重复2-5步骤，直至放完所有快件；

（9）下载有“最后一公里”手机客户端的用户可以用手机操作以上步骤。

2、收件人取件：

（1）收件人收到短信后，在空闲时间到快递柜处取件；（2）在终端输入收件人手机号码及收到的验证密码。（3）系统检测无误时，自动打开相应柜子；（4）用户取件，关门同时默认签收；

（5）下载有“最后一公里”手机客户端的用户可以用手机操作以上步骤。

3、用户发件

（1）登录“最后一公里”手机客户端或中国人速递网页版，点击“我要发件”；（2）快递管理员在客户端看到发件请求后，登门或在商定地点取件；（3）用户可直接拿快递在快递管理员处发件。

四、“最后一公里”会给高校带来什么

（一)、保持校容校貌，便于治安管理

1、智能美观的快递柜，彰显物业档次。

2、有助于学校实现一流的封闭式管理，打造良好的治安环境。

3、避免快递人员进入校区，提高学校安全指数，便于管理。

4、无噪无污染施工及运行，不会影响楼内办公环境。

5、智能柜高清显示屏，可以方便学校进行特定内容展示。

（二)、方便师生收发件

1、免去定时定点收取快件的烦恼。

2、防止丢包、错包的情况，保证用户快件的安全性。